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KR20170120092A - 유리 기판 및 이것을 사용한 적층체 - Google Patents

유리 기판 및 이것을 사용한 적층체 Download PDF

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KR20170120092A
KR20170120092A KR1020177015487A KR20177015487A KR20170120092A KR 20170120092 A KR20170120092 A KR 20170120092A KR 1020177015487 A KR1020177015487 A KR 1020177015487A KR 20177015487 A KR20177015487 A KR 20177015487A KR 20170120092 A KR20170120092 A KR 20170120092A
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South Korea
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substrate
less
glass
processed
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히로키 카타야마
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니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤
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Publication date
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Abstract

본 발명의 기술적 과제는 고밀도 배선에 제공되는 가공 기판의 지지에 바람직하고, 또한 생산 정보 등을 정확하게 식별할 수 있는 유기 기판 및 이것을 사용한 적층체를 창안하는 것이다. 본 발명의 유기 기판은 이 기술적 과제를 해결하기 위해서, 전체 판두께 편차가 2.0㎛ 미만이고, 또한 복수의 도트로 이루어지는 정보 식별부를 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

유리 기판 및 이것을 사용한 적층체{GLASS SUBSTRATE AND LAMINATE USING SAME}
본 발명은 유리 기판 및 이것을 사용한 적층체에 관한 것이고, 구체적으로는 반도체 패키지의 제조 공정에서 가공 기판의 지지에 사용하는 유리 기판 및 이것을 사용한 적층체에 관한 것이다.
휴대전화, 노트형 퍼스널컴퓨터, PDA(Personal Data Assistance) 등의 휴대형 전자 기기에는 소형화 및 경량화가 요구되고 있다. 이것에 따라서, 이들 전자 기기에 사용되는 반도체칩의 실장 스페이스도 엄격하게 제한되고 있어 반도체칩의 고밀도한 실장이 과제로 되고 있다. 그래서, 최근에는 3차원 실장 기술, 즉 반도체칩끼리를 적층하고, 각 반도체칩 사이를 배선 접속함으로써 반도체 패키지의 고밀도 실장을 꾀하고 있다.
또한, 종래의 웨이퍼 레벨 패키지(WLP)는 범프를 웨이퍼의 상태에서 형성한 후, 다이싱으로 개편화함으로써 제작되고 있다. 그러나, 종래의 WLP는 핀수를 증가시키기 어려운 것에 더해서, 반도체칩의 이면이 노출한 상태에서 실장되기 때문에 반도체칩의 결함 등이 발생하기 쉽다고 하는 문제가 있었다.
그래서, 새로운 WLP로서, fan out형의 WLP가 제안되어 있다. fan out형의 WLP는 핀수를 증가시키는 것이 가능하고, 또한 반도체칩의 단부를 보호함으로써 반도체칩의 결함 등을 방지할 수 있다.
fan out형의 WLP에서는 복수의 반도체칩을 수지의 밀봉재로 몰딩하고, 가공 기판을 형성한 후에, 가공 기판의 일방의 표면에 배선하는 공정, 땜납 범프를 형성하는 공정 등을 갖는다.
이들 공정은 약 200~300℃의 열처리를 수반하기 때문에 밀봉재가 변형하고, 가공 기판이 치수 변화할 우려가 있다. 가공 기판이 치수 변화하면, 가공 기판의 일방의 표면에 대하여, 고밀도로 배선하는 것이 곤란해지고, 또한 땜납 범프를 정확하게 형성하는 것도 곤란해진다. 또한, 가공 기판내에서 반도체칩의 비율이 적고 밀봉재의 비율이 많을 경우, 그 경향이 현저해진다.
일본특허공개 2000-312983호 공보
상기 문제에 대해서는 지지 기판으로서 유리 기판을 사용하는 것이 유효하다. 유리 기판은 표면을 평활화하기 쉽고, 또한 강성을 갖는다. 따라서, 유리 기판을 사용하면, 적층체 전체의 강성이 향상하고, 가공 기판의 휨 변형을 억제하기 쉬워져 가공 기판을 강고하면서, 또한 정확하게 지지하는 것이 가능해진다.
그러나, 지지 기판으로서 유리 기판을 사용한 경우라도 가공 기판의 일방의 표면에 대하여, 고밀도로 배선하는 것이 곤란해질 경우가 있었다.
또한, 유리 기판의 표면에 2차원 코드의 정보 식별부(마크)를 형성(마킹)하면, 유리 기판의 생산 정보 등을 관리, 인식할 수 있다. 이 정보 식별부는 일반적으로 유리 기판의 가장 자리 영역에 형성되어 있고, 문자, 기호 등으로서 인간의 눈 등에 의해 인식된다. 또한, 유리 기판의 정보 식별부는 CCD 카메라 등의 광학 소자에 의해 자동적으로 식별되는 경우도 생각된다. 이 경우, 정보 식별부에는 자동화 공정에서도 정확하게 식별 가능한 것이 요구된다.
정보 식별부를 형성하는 방법으로서, 예를 들면 특허문헌 1에는 피마킹재의 표면에 막 또는 부착물을 형성하는 제 1 공정과, 막 또는 부착물을 형성한 부분에 레이저 광선을 조사하고, 막 또는 부착물이 피마킹재로부터 제거되는 과정에서, 피마킹재의 표면에 요철을 형성하는 제 2 공정으로 이루어지는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 특허문헌 1에 기재된 방법에서는 유리 기판의 표면에 요철이 형성되기 때문에, 가공 기판을 고정밀도로 지지할 수 없고, 가공 기판의 일방의 표면에 대하여 고밀도로 배선하는 것이 곤란해진다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이고, 그 기술적 과제는 고밀도배선에 제공되는 가공 기판의 지지에 바람직하고, 또한 생산 정보 등을 정확하게 식별할 수 있는 유리 기판 및 이것을 사용한 적층체를 창안하는 것이다.
본 발명자는 각종 실험을 반복한 결과, 유리 기판의 전체 판두께 편차를 저감하고, 더욱 특정한 정보 식별부를 형성함으로써, 상기 기술적 과제를 해결할 수 있는 것을 발견하고, 본 발명으로서 제안하는 것이다. 즉, 본 발명의 유리 기판은 전체 판두께 편차가 2.0㎛ 미만이고, 또한 복수의 도트로 이루어지는 정보 식별부를 갖는 것을 특징으로 한다. 여기서, 「전체 판두께 편차」는 유리 기판 전체의 최대 판두께와 최소 판두께의 차이고, 예를 들면 Kobelco Research Institute, Inc. 제작의 SBW-331ML/d에 의해 측정 가능하다.
본 발명의 유리 기판은 전체 판두께 편차가 2.0㎛ 미만이다. 전체 판두께 편차를 2.0㎛ 미만까지 작게 하면, 가공 처리의 정밀도를 높이기 쉬워진다. 특히, 배선 정밀도를 높일 수 있기 때문에, 고밀도의 배선이 가능하게 된다. 또한, 유리 기판의 면내 강도가 향상하여 유리 기판 및 적층체가 파손되기 어려워진다. 또한, 유리 기판의 재이용 횟수(내용수)를 늘릴 수 있다.
본 발명의 유리 기판은 복수의 도트로 이루어지는 정보 식별부를 갖는다. 이렇게 하면, 반도체 패키지의 제조 공정에 있어서, CCD 카메라 등의 광학 소자에 의해, 유리 기판의 생산 정보 등을 자동적, 또한 정확하게 식별하는 것이 가능하게 된다.
제 2 로, 본 발명의 유리 기판은 도트가 레이저 조사에 의한 써멀 쇼크로 형성되어서 이루어지는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 유리 기판의 전체 판두께 편차에 악영향을 미치게 하지 않고, 미소한 도트를 간편하게 형성할 수 있다.
제 3 으로, 본 발명의 유리 기판은 도트가 내부로부터 표층을 향해서 신장하는 크랙에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 유리 기판의 전체 판두께 편차에 악영향을 미치지 않고, 미소한 도트를 간편하게 형성할 수 있다.
제 4 로, 본 발명의 유리 기판은 인접한 도트의 중심 간격이 100㎛ 이하인 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 좁은 영역에 다량의 정보를 각인할 수 있다.
제 5 로, 본 발명의 유리 기판은 도트의 직경이 0.5~10㎛인 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 좁은 영역에 다량의 정보를 각인할 수 있다.
제 6 으로, 본 발명의 유리 기판은 정보 식별부에 유리 기판의 제조회사명, 유리 기판의 재질, 유리 기판의 열팽창 계수, 유리 기판의 외경, 유리 기판의 판두께, 유리 기판의 전체 판두께 편차, 유리 기판의 제조년월일, 유리 기판의 출하년원일, 유리 기판의 시리얼 번호(개체 식별 번호) 중, 1종 또는 2종 이상의 정보가 입력되어 있는 것이 바람직하다.
제 7 로, 본 발명의 유리 기판은 휨량이 60㎛ 이하인 것이 바람직하다. 여기서, 「휨량」은 유리 기판 전체에 있어서의 최고위점과 최소자승 초점면 사이의 최대 거리의 절대치와, 최저위점과 최소자승 초점면 사이의 최대거리의 절대치의 합계를 나타내고, 예를 들면 Kobelco Research Institute, Inc.제작의 SBW-331ML/d에 의해 측정 가능하다.
제 8 로, 본 발명의 유리 기판은 표면의 전부 또는 일부가 연마면인 것이 바람직하다.
제 9 로, 본 발명의 유리 기판은 오버플로우 다운드로우법에 의해 성형되어 이루어지는, 즉 유리 내부에 성형 합류면을 갖는 것이 바람직하다.
제 10 으로, 본 발명의 유리 기판은 외형이 웨이퍼 형상인 것이 바람직하다.
제 11 로, 본 발명의 유리 기판은 반도체 패키지의 제조 공정에서 가공 기판의 지지에 사용하는 것이 바람직하다.
제 12 로, 본 발명의 적층체는 적어도 가공 기판과 가공 기판을 지지하기 위한 유리 기판을 구비하는 적층체이고, 유리 기판이 상기의 유리 기판인 것이 바람직하다.
제 13 으로, 본 발명의 적층체는 가공 기판이 적어도 밀봉재로 몰딩된 반도체칩을 구비하는 것이 바람직하다.
제 14 로, 본 발명의 유리 기판의 제조 방법은 (1) 유리 원판을 절단해서 유리 기판을 얻는 공정과, (2) 유리 기판의 전체 판두께 편차가 2.0㎛ 미만이 되도록 유리 기판의 표면을 연마하는 공정과, (3) 레이저 조사에 의한 써멀 쇼크에 의해 유리 기판의 내부로부터 표층을 향해서 신장하는 크랙을 형성함으로써, 복수의 도트로 구성되는 정보 식별부를 형성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 적층체의 일예를 나타내는 개념 사시도이다.
도 2A는 fan out형의 WLP의 제조 공정의 일부를 나타내는 개념 단면도이다.
도 2B는 fan out형의 WLP의 제조 공정의 일부를 나타내는 개념 단면도이다.
도 2C는 fan out형의 WLP의 제조 공정의 일부를 나타내는 개념 단면도이다.
도 2D는 fan out형의 WLP의 제조 공정의 일부를 나타내는 개념 단면도이다.
도 2E는 fan out형의 WLP의 제조 공정의 일부를 나타내는 개념 단면도이다.
도 2F는 fan out형의 WLP의 제조 공정의 일부를 나타내는 개념 단면도이다.
도 2G는 fan out형의 WLP의 제조 공정의 일부를 나타내는 개념 단면도이다.
도 3은 [실시예1]에 따르는 유리 기판의 정보 식별부를 나타내는 현미경 사진이다.
본 발명의 유리 기판에 있어서, 전체 판두께 편차는 바람직하게는 2㎛ 미만, 1.5㎛ 이하, 1㎛ 이하, 1㎛ 미만, 0.8㎛ 이하, 0.1~0.9㎛, 특히 0.2~0.7㎛이다. 전체 판두께 편차가 작을수록 가공 처리의 정밀도를 높이기 쉬워진다. 특히, 배선 정밀도를 높일 수 있기 때문에 고밀도의 배선이 가능하게 된다. 또한, 유리 기판의 강도가 향상하여 유리 기판 및 적층체가 파손되기 어려워진다. 또한, 유리 기판의 재이용 횟수(내용수)를 늘릴 수 있다.
본 발명의 유리 기판은 복수의 도트로 이루어지는 정보 식별부를 갖고, 도트가 레이저 조사에 의한 써멀 쇼크로 형성되어서 이루어지는 것이 바람직하다. 레이저로서, 각종 레이저가 사용 가능하고, 예를 들면 YAG 레이저, 반도체 레이저, CO2 레이저 등이 사용 가능하다. 특히, 레이저로서, 미소한 도트를 형성하는 관점으로부터, 파장 300~400nm의 반도체 레이저를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 레이저 출력은 30~75mW가 바람직하다. 이렇게 하면, 유리 기판의 파손, 도트 사이를 연결하는 크랙이 발생하기 어려워진다.
본 발명의 유리 기판에 있어서, 도트는 내부로부터 표층을 향해서 신장하는 크랙에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다. 크랙 깊이는 바람직하게는 1~70㎛, 5~50㎛, 10~40㎛, 특히 20~40㎛이다. 이렇게 하면, 유리 기판의 파손, 도트 사이를 연결하는 크랙이 발생하기 어려워진다. 단, 크랙 깊이가 지나치게 크면, 유리 기판이 파손되기 쉬워진다.
인접하는 도트의 중심 간격은 바람직하게는 100㎛ 이하, 60㎛ 이하, 50㎛ 이하, 40㎛ 이하, 특히 15~35㎛이다. 도트의 직경은 바람직하게는 0.5~10㎛, 특히 1~5㎛이다. 이렇게 하면, 좁은 영역에 다량의 정보를 각인할 수 있다. 단, 인접하는 도트의 중심간격이 지나치게 작으면, 도트 사이에 크랙이 전파되기 쉬워진다. 또한, 도트의 직경이 지나치게 크면, 도트 사이에 크랙이 전파되기 쉬워진다.
본 발명의 유리 기판에 있어서, 정보 식별부에는 생산 정보가 입력되어 있는 것이 바람직하고, 예를 들면 생산 관리의 관점으로부터, 유리 기판의 제조 회사명, 유리 기판의 재질, 유리 기판의 열팽창 계수, 유리 기판의 외경, 유리 기판의 판두께, 유리 기판의 전체 판두께 편차, 유리 기판의 제조년월일, 유리 기판의 출하년월일, 유리 기판의 시리얼 번호 중 1종 또는 2종 이상의 정보가 입력되어 있는 것이 바람직하다.
휨량은 바람직하게는 60㎛ 이하, 55㎛ 이하, 50㎛ 이하, 1~45㎛, 특히 5~40㎛이다. 휨량이 작을수록, 가공 처리의 정밀도를 높이기 쉬워진다. 특히, 배선 정밀도를 높일 수 있기 때문에, 고밀도의 배선이 가능하게 된다. 또한, 유리 기판의 재이용 횟수(내용수)를 늘릴 수 있다.
표면의 산술평균 거칠기(Ra)는 바람직하게는 10nm 이하, 5nm 이하, 2nm 이하, 1nm 이하, 특히 0.5nm 이하이다. 표면의 산술평균 거칠기(Ra)가 작을수록 가공 처리의 정밀도를 높이기 쉬워진다. 특히, 배선 정밀도를 높일 수 있기 때문에, 고밀도의 배선이 가능하게 된다. 또한 유리 기판의 강도가 향상하고, 유리 기판 및 적층체가 파손되기 어려워진다. 또한, 유리 기판의 재이용 횟수(지지 회수)를 늘릴 수 있다. 또한, 「산술평균 거칠기(Ra)」는 원자간력 현미경(AFM)에 의해 측정 가능하다.
본 발명의 유리 기판은 표면의 전부 또는 일부를 미연마인채로 사용에 제공해도 되지만, 표면의 전부 또는 일부가 연마면인 것이 바람직하고, 면적비로 표면의 50% 이상이 연마면인 것이 보다 바람직하고, 표면의 70% 이상이 연마면인 것이 더욱 바람직하고, 표면의 90% 이상이 연마면인 것이 특히 바람직하다. 이렇게 하면, 전체 판두께 편차를 저감하기 쉬워지고, 또한 휨량도 저감하기 쉬워진다.
연마 처리의 방법으로서는 각종 방법을 채용할 수 있지만, 유리 기판의 양면을 한 쌍의 연마 패드로 끼우고, 유리 기판과 한 쌍의 연마 패드를 같이 회전시키면서, 유리 기판을 연마 처리하는 방법이 바람직하다. 또한, 한 쌍의 연마 패드는 외경이 다른 것이 바람직하고, 연마 시에 간헐적으로 유리 기판의 일부가 연마 패드로부터 돌출되도록 연마 처리하는 것이 바람직하다. 이것에 의해 전체 판두께 편차를 저감하기 쉬워지고, 또한 휨량도 저감하기 쉬워진다. 또한, 연마 처리에 있어서, 연마 깊이는 특별하게 한정되지 않지만, 연마 깊이는 바람직하게는 50㎛ 이하, 30㎛ 이하, 20㎛ 이하, 특히 10㎛ 이하이다. 연마 깊이가 작을수록 유리 기판의 생산성이 향상한다.
본 발명의 유리 기판은 웨이퍼 형상(대략 진원 형상)이 바람직하고, 그 직경은 100mm 이상 500mm 이하, 특히 150mm 이상 450mm 이하가 바람직하다. 이렇게 하면, 반도체 패키지의 제조 공정에 적용하기 쉬워진다. 필요에 따라서, 그 이외의 형상, 예를 들면 직사각형 등의 형상으로 가공해도 된다.
본 발명의 유리 기판에 있어서, 판두께는 바람직하게는 2.0mm 미만, 1.5mm 이하, 1.2mm 이하, 1.1mm 이하, 1.0mm 이하, 특히 0.9mm 이하이다. 판두께가 얇아질수록, 적층체의 질량이 가벼워지기 때문에, 핸들링성이 향상한다. 한편, 판두께가 지나치게 얇으면, 유리 기판 자체의 강도가 저하해서 지지 기판으로서의 기능을 달성하기 어려워진다. 따라서, 판두께는 바람직하게는 0.1mm 이상, 0.2mm 이상, 0.3mm 이상, 0.4mm 이상, 0.5mm 이상, 0.6mm 이상, 특히 0.7mm 정도이다.
본 발명의 유리 기판은 이하의 특성을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 유리 기판에 있어서, 30~380℃의 온도 범위에 있어서의 평균 열팽창 계수는 0×10-7/℃ 이상, 또한 165×10-7/℃ 이하가 바람직하다. 이것에 의해 가공 기판과 유리 기판의 열팽창 계수를 조정하기 쉬워진다. 그리고, 양자의 열팽창 계수가 조정되면, 가공 처리시에 가공 기판의 치수 변화(특히, 휨 변형)를 억제하기 쉬워진다. 결과적으로, 가공 기판의 일방의 표면에 대하여, 고밀도로 배선하는 것이 가능하게 되고, 또한 땜납 범프를 정확하게 형성하는 것도 가능하게 된다. 또한, 「30~380℃의 온도 범위에 있어서의 평균 열팽창 계수」는 딜라토미터로 측정가능하다.
30~380℃의 온도 범위에 있어서의 평균 열팽창 계수는 가공 기판내에서 반도체칩의 비율이 적고, 밀봉재의 비율이 많은 경우에는 상승시키는 것이 바람직하고, 반대로, 가공 기판내에서 반도체칩의 비율이 많고, 밀봉재의 비율이 적은 경우에는 저하시키는 것이 바람직하다.
30~380℃의 온도 범위에 있어서의 평균 열팽창 계수를 0×10-7/℃ 이상, 또한 50×10-7/℃ 미만으로 하는 경우, 유리 기판은 유리 조성으로서 질량%로, SiO2 55~75%, Al2O3 15~30%, Li2O 0.1~6%, Na2O+K2O 0~8%, MgO+CaO+SrO+BaO 0~10%를 함유하는 것이 바람직하고, 또한 SiO2 55~75%, Al2O3 10~30%, Li2O+Na2O+K2O 0~0.3%, MgO+CaO+SrO+BaO 5~20%를 함유하는 것도 바람직하다. 30~380℃의 온도 범위에 있어서의 평균 열팽창 계수를 50×10-7/℃ 이상, 또한 75×10-7/℃ 미만으로 하는 경우, 유리 기판은 유리 조성으로서 질량%로, SiO2 55~70%, Al2O3 3~15%, B2O3 5~20%, MgO 0~5%, CaO 0~10%, SrO 0~5%, BaO 0~5%, ZnO 0~5%, Na2O 5~15%, K2O 0~10%를 함유하는 것이 바람직하다. 30~380℃의 온도 범위에 있어서의 평균 열팽창 계수를 75×10-7/℃ 이상, 또한 85×10-7/℃ 이하로 하는 경우, 유리 기판은 유리 조성으로서 질량%로 SiO2 60~75%, Al2O3 5~15%, B2O3 5~20%, MgO 0~5%, CaO 0~10%, SrO 0~5%, BaO 0~5%, ZnO 0~5%, Na2O 7~16%, K2O 0~8%를 함유하는 것이 바람직하다. 30~380℃의 온도 범위에 있어서의 평균 열팽창 계수를 85×10-7/℃ 초과, 또한 120×10-7/℃ 이하로 하는 경우, 유리 기판은 유리 조성으로서 질량%로, SiO2 55~70%, Al2O3 3~13%, B2O3 2~8%, MgO 0~5%, CaO 0~10%, SrO 0~5%, BaO 0~5%, ZnO 0~5%, Na2O 10~21%, K2O 0~5%를 함유하는 것이 바람직하다. 30~380℃의 온도 범위에 있어서의 평균 열팽창 계수를 120×10-7/℃ 초과, 또한 165×10-7/℃ 이하로 하는 경우, 유리 기판은 유리 조성으로서 질량%로, SiO2 53~65%, Al2O3 3~13%, B2O3 0~5%, MgO 0.1~6%, CaO 0~10%, SrO 0~5%, BaO 0~5%, ZnO 0~5%, Na2O+K2O 20~40%, Na2O 12~21%, K2O 7~21%를 함유하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 열팽창 계수를 소망의 범위로 제한하기 쉬워짐과 아울러, 내실투성이 향상하기 때문에, 전체 판두께 편차가 작은 유리 기판을 성형하기 쉬워진다.
영률은 바람직하게는 65GPa 이상, 67GPa 이상, 68GPa 이상, 69GPa 이상, 70GPa 이상, 71GPa 이상, 72GPa 이상, 특히 73GPa 이상이다. 영률이 너무 낮으면, 적층체의 강성을 유지하기 어려워지고, 가공 기판의 변형, 휨, 파손이 발생하기 쉬워진다.
액상 온도는 바람직하게는 1150℃ 미만, 1120℃ 이하, 1100℃ 이하, 1080℃ 이하, 1050℃ 이하, 1010℃ 이하, 980℃ 이하, 960℃ 이하, 950℃ 이하, 특히 940℃ 이하이다. 이렇게 하면, 다운드로우법, 특히 오버플로우 다운드로우법으로 유리 원판을 성형하기 쉬워지기 때문에, 판두께가 작은 유리 기판을 제작하기 쉬워짐과 아울러, 성형 후의 판두께 편차를 저감할 수 있다. 또한, 유리 기판의 제조 공정 시에, 실투결정이 발생하고, 유리 기판의 생산성이 저하하는 사태를 방지하기 쉬워진다. 여기서, 「액상 온도」는 표준체 30메쉬(500㎛)를 통과하고, 50메쉬(300㎛)에 남는 유리 분말을 백금 보트에 넣은 후, 온도 구배로 중에 24시간 유지하고, 결정이 석출하는 온도를 측정함으로써 산출 가능하다.
액상 점도는 바람직하게는 104. 6dPa·s 이상, 105. 0dPa·s 이상, 105. 2dPa·s 이상, 105. 4dPa·s 이상, 105. 6dPa·s 이상, 특히 105. 8dPa·s 이상이다. 이렇게 하면, 다운드로우법, 특히 오버플로우 다운드로우법으로 유리 원판을 성형하기 쉬워지기 때문에, 판두께가 작은 유리 기판을 제작하기 쉬워짐과 아울러, 성형 후의 판두께 편차를 저감할 수 있다. 또한, 유리 기판의 제조 공정 시에, 실투결정이 발생하고, 유리 기판의 생산성이 저하하는 사태를 방지하기 쉬워진다. 여기서, 「액상 점도」는 백금구 인상법으로 측정 가능하다. 또한, 액상 점도는 성형성의 지표이고, 액상 점도가 높을수록 성형성이 향상한다.
102. 5dPa·s에 있어서의 온도는 바람직하게는 1580℃ 이하, 1500℃ 이하, 1450℃ 이하, 1400℃ 이하, 1350℃ 이하, 특히 1200~1300℃이다. 102. 5dPa·s에 있어서의 온도가 높게 되면 용융성이 저하하고, 유리 기판의 제조 비용이 앙등한다. 여기서, 「102. 5dPa·s에 있어서의 온도」는 백금구 인상법으로 측정 가능하다. 또한, 102. 5dPa·s에 있어서의 온도는 용융 온도에 상당하고, 이 온도가 낮을수록 용융성이 향상한다.
본 발명의 유리 기판은 다운드로우법, 특히 오버플로우 다운드로우법으로 성형되어서 이루어지는 것이 바람직하다. 오버플로우 다운드로우법은 내열성의 홈통형상 구조물의 양측으로부터 용융 유리를 넘치게 해서, 넘친 용융 유리를 홈통 형상 구조물 최하단에서 합류시키면서, 하방으로 연신 성형해서 유리 원판을 제조하는 방법이다. 오버플로우 다운드로우법에서는 유리 기판의 표면이 되어야 할 면은 홈통 형상 내화물에 접촉하지 않고, 자유 표면의 상태에서 성형된다. 이 때문에, 판두께가 작은 유리 기판을 제작하기 쉬워짐과 아울러, 표면을 연마하지 않아도 판두께 편차를 저감할 수 있다. 또는 소량의 연마에 의해, 전체 판두께 편차를 2.0㎛ 미만, 특히 1.0㎛ 미만까지 저감할 수 있다. 결과적으로, 유리 기판의 제조 비용을 저렴화할 수 있다.
유리 기판의 성형 방법으로서, 오버플로우 다운드로우법 이외에도, 예를 들면 슬롯 다운법, 리드로우법, 플로트법 등을 채택할 수도 있다.
본 발명의 유리 기판은 오버플로우 다운드로우법으로 성형한 후에, 표면을 연마해서 이루어지는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 판두께 편차를 2㎛ 이하, 1㎛ 이하, 특히 1㎛ 미만으로 규제하기 쉬워진다.
본 발명의 유리 기판은 이온 교환 처리가 행해지지 않고 있는 것이 바람직하게, 표면에 압축 응력층을 갖지 않는 것이 바람직하다. 이온 교환 처리를 행하면, 유리 기판의 제조 비용이 앙등한다. 또한, 이온 교환 처리를 행하면, 유리 기판의 전체 판두께 편차를 저감하기 어려워진다. 또한, 본 발명의 유리 기판은 이온 교환 처리를 행하고, 표면에 압축 응력층을 형성하는 형태를 배제하는 것은 아니다. 기계적 강도를 높이는 관점으로부터 말하면, 이온 교환 처리를 행하고, 표면에 압축 응력층을 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 유리 기판의 바람직한 제조 방법은 (1) 유리 원판을 절단해서 유리 기판을 얻는 공정과, (2) 유리 기판의 전체 판두께 편차가 2.0㎛ 미만이 되도록 유리 기판의 표면을 연마하는 공정과, (3) 레이저 조사에 의한 써멀 쇼크에 의해 유리 기판의 내부로부터 표층을 향해서 신장하는 크랙을 형성함으로써, 복수의 도트로 구성되는 정보 식별부를 형성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 한다. 여기서, 본 발명의 유리 기판의 제조 방법의 기술적 특징(바람직한 구성, 효과)은 본 발명의 유리 기판의 기술적 특징과 중복한다. 따라서, 본 명세서에서는 그 중복 부분에 대해서, 상세한 기재를 생략한다.
상기 유리 기판의 제조 방법은 유리 원판을 절단해서 유리 기판을 얻는 공정을 갖는다. 유리 원판을 절단하는 방법으로서 각종 방법을 채택할 수 있다. 예를 들면, 레이저 조사 시의 써멀 쇼크에 의해 절단하는 방법, 스크라이브 후에 브레이킹을 행하는 방법이 이용 가능하다.
상기 유리 기판의 제조 방법은 유리 원판을 절단해서 유리 기판을 얻은 후에, 유리 기판을 어닐링하는 공정을 갖는 것이 바람직하다. 유리 기판의 휨량을 저감하는 관점으로부터, 어닐링 온도는 유리 기판의 연화점 이상으로 하는 것이 바람직하고, 어닐링 온도에 있어서의 유지 시간은 30분간 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 어닐링은 전기로 등의 열처리로에서 행할 수 있다.
상기 유리 기판의 제조 방법은 유리 기판의 전체 판두께 편차가 2.0㎛ 미만이 되도록 유리 기판의 표면을 연마하는 공정을 갖지만, 이 공정의 바람직한 형태는 상술한 바와 같다.
상기 유리 기판의 제조 방법은 레이저 조사에 의한 써멀 쇼크에 의해 유리 기판의 내부로부터 표층을 향해서 신장하는 크랙을 형성함으로써, 복수의 도트로 구성되는 정보 식별부를 형성하는 공정을 갖지만, 이 공정의 바람직한 형태는 상술한 바와 같다.
본 발명의 적층체는 적어도 가공 기판과 가공 기판을 지지하기 위한 유리 기판을 구비하는 적층체로서, 유리 기판이 상기의 유리 기판인 것을 특징으로 한다. 여기서, 본 발명의 적층체의 기술적 특징(바람직한 구성, 효과)는 본 발명의 유리 기판의 기술적 특징과 중복한다. 따라서, 본 명세서에서는 그 중복 부분에 대해서, 상세한 기재를 생략한다.
본 발명의 적층체는 가공 기판과 유리 기판 사이에, 접착층을 갖는 것이 바람직하다. 접착층은 수지인 것이 바람직하고, 예를 들면 열경화성 수지, 광경화성 수지(특히, 자외선 경화 수지) 등이 바람직하다. 또한, 반도체 패키지의 제조 공정에 있어서의 열처리에 견디는 내열성을 갖는 것이 바람직하다. 이것에 의해 반도체 패키지의 제조 공정에서 접착층이 융해하기 어려워, 가공 처리의 정밀도를 높일 수 있다. 또한, 가공 기판과 유리 기판을 용이하게 고정하기 위해서, 자외선 경화형 테이프를 접착층으로서 사용할 수도 있다.
본 발명의 적층체는 가공 기판과 유리 기판 사이에, 보다 구체적으로는 가공 기판과 접착층 사이에, 박리층을 갖는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 가공 기판에 대하여, 소정의 가공 처리를 행한 후에, 가공 기판을 유리 기판으로부터 박리하기 쉬워진다. 가공 기판의 박리는 생산성의 관점으로부터, 레이저 광 등의 조사 광에 의해 행하는 것이 바람직하다. 레이저 광원으로서, YAG 레이저(파장 1064nm), 반도체 레이저(파장 780~1300nm) 등의 적외광 레이저 광원을 사용할 수 있다. 또한, 박리층에는 적외선 레이저를 조사함으로써 분해되는 수지를 사용할 수 있다. 또한, 적외선을 효율적으로 흡수하고, 열에 변환하는 물질을 수지에 첨가할 수도 있다. 예를 들면, 카본 블랙, 그래파이트 분말, 미립자 금속 분말, 염료, 안료 등을 수지에 첨가할 수도 있다.
박리층은 레이저 광 등의 조사 광에 의하여 「층내 박리」또는 「계면 박리」가 발생하는 재료로 구성된다. 즉, 일정한 강도의 광을 조사하면, 원자 또는 분자에 있어서의 원자간 또는 분자간의 결합력이 소실 또는 감소하고, 어블레이션(ablation) 등을 발생하고, 박리를 발생시키는 재료로 구성된다. 또한, 조사 광의 조사에 의해 박리층에 포함되는 성분이 기체가 되어서 방출되어 분리에 이르는 경우와, 박리층이 광을 흡수해서 기체가 되고, 그 증기가 방출되어 분리에 이르는 경우가 있다.
본 발명의 적층체에 있어서, 유리 기판은 가공 기판보다 큰 것이 바람직하다. 이것에 의해, 가공 기판과 유리 기판을 지지할 때에, 양자의 중심 위치가 약간 이간된 경우에도, 유리 기판으로부터 가공 기판의 가장자리부가 돌출되기 어려워진다.
본 발명의 유리 기판을 사용한 반도체 패키지의 제조 방법은 적어도 가공 기판과 가공 기판을 지지하기 위한 유리 기판을 구비하는 적층체를 준비하는 공정을 갖는다. 적어도 가공 기판과 가공 기판을 지지하기 위한 유리 기판을 구비하는 적층체는 상기의 재료 구성을 갖고 있다. 또한, 유리 기판의 성형 방법으로서, 상기 성형 방법을 채택할 수 있다.
상기 반도체 패키지의 제조 방법은 적층체를 반송하는 공정을 더 갖는 것이 바람직하다. 이것에 의해 가공 처리의 처리 효율을 높일 수 있다. 또한, 「적층체를 반송하는 공정」과 「가공 기판에 대하여 가공 처리를 행하는 공정」은 별도로 행할 필요는 없고, 동시이어도 된다.
상기 반도체 패키지의 제조 방법에 있어서, 가공 처리는 가공 기판의 일방의 표면에 배선하는 처리, 또는 가공 기판의 일방의 표면에 땜납 범프를 형성하는 처리가 바람직하다. 상기 반도체 패키지의 제조 방법에서는 이들의 처리 시에 가공 기판이 치수 변화하기 어렵기 때문에, 이들의 공정을 적정하게 행할 수 있다.
가공 처리로서, 상기 이외에도, 가공 기판의 일방의 표면(통상, 유리 기판과는 반대측의 표면)을 기계적으로 연마하는 처리, 가공 기판의 일방의 표면(통상, 유리 기판과는 반대측의 표면)을 드라이 에칭하는 처리, 가공 기판의 일방의 표면(통상, 유리 기판과는 반대측의 표면)을 습식 에칭하는 처리 중 어느 하나이어도 된다. 또한, 본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법에서는 가공 기판에 휨이 발생하기 어려움과 아울러, 적층체의 강성을 유지할 수 있다. 결과적으로, 상기 가공 처리를 적정하게 행할 수 있다.
도면을 참작하면서, 본 발명을 더 설명한다.
도 1은 본 발명의 적층체(1)의 일예를 나타내는 개념 사시도이다. 도 1에서는 적층체(1)는 유리 기판(10)과 가공 기판(11)을 구비하고 있다. 유리 기판(10)은 가공 기판(11)의 치수 변화, 특히 휨 변형을 방지하기 위해서, 가공 기판(11)에 점착되어 있다. 유리 기판(10)과 가공 기판(11)의 사이에는 박리층(12)과 접착층(13)이 배치되어 있다. 박리층(12)은 유리 기판(10)과 접촉하고 있고, 접착층(13)은 가공 기판(11)과 접촉하고 있다.
도 1로부터 명백한 바와 같이, 적층체(1)는 유리 기판(10), 박리층(12), 접착층(13), 가공 기판(11)의 순서로 적층 배치되어 있다. 유리 기판(10)의 형상은 가공 기판(11)에 따라 결정되지만, 도 1에서는 유리 기판(10) 및 가공 기판(11)의 형상은 모두 대략 원판 형상이다. 박리층(12)은 예를 들면, 레이저를 조사함으로써 분해하는 수지를 사용할 수 있다. 또한, 레이저광을 효율적으로 흡수하고, 열로 변환하는 물질을 수지에 첨가할 수도 있다. 예를 들면, 카본 블랙, 그래파이트 분말, 미립자 금속 분말, 염료, 안료 등이다. 박리층(12)은 플라즈마 CVD나, 졸-겔법에 의한 스핀코트 등에 의해 형성된다. 접착층(13)은 수지로 구성되어 있고, 예를 들면 각종 인쇄법, 잉크젯법, 스핀코트법, 롤코트법 등에 의해 도포 형성된다. 또한, 자외선 경화형 테이프도 사용 가능하다. 접착층(13)은 박리층(12)에 의해 가공 기판(11)으로부터 유리 기판(10)이 박리된 후, 용제 등에 의해 용해되고 제거된다. 자외선 경화형 테이프는 자외선을 조사한 후, 박리용 테이프에 의해 제거 가능하다.
도 2A~도 2G는 fan out형의 WLP의 제조 공정을 나타내는 개념 단면도이다. 도 2A는 지지 부재(20)의 일방의 표면 상에 접착층(21)을 형성한 상태를 나타내고 있다. 필요에 따라서, 지지 부재(20)와 접착층(21) 사이에 박리층을 형성해도 좋다. 다음에 도 2B에 나타내는 바와 같이, 접착층(21) 상에 복수의 반도체칩(22)을 부착한다. 그 때, 반도체칩(22)의 액티브측의 면을 접착층(21)에 접촉시킨다. 다음에 도 2C에 나타내는 바와 같이, 반도체칩(22)을 수지의 밀봉재(23)로 몰딩한다. 밀봉재(23)는 압축 성형 후의 치수 변화, 배선을 성형할 때의 치수 변화가 적은 재료가 사용된다. 계속해서, 도 2D, 도 2E에 나타내는 바와 같이, 지지 부재(20)로부터 반도체칩(22)이 몰딩된 가공 기판(24)을 분리한 후, 접착층(25)을 통해서 유리 기판(26)과 접착 고정된다. 그 때, 가공 기판(24)의 표면 중, 반도체칩(22)이 매립된 측의 표면과는 반대측의 표면이 유리 기판(26)측에 배치된다. 이렇게 하여, 적층체(27)를 얻을 수 있다. 또한, 필요에 따라서, 접착층(25)과 유리 기판(26) 사이에 박리층을 형성해도 된다. 또한, 얻어진 적층체(27)를 반송한 후에, 도 2F에 나타내는 바와 같이, 가공 기판(24)의 반도체칩(22)이 매립된 측의 표면에 배선(28)을 형성한 후, 복수의 땜납 범프(29)를 형성한다. 최후에, 유리 기판(26)으로부터 가공 기판(24)을 분리한 후에, 가공 기판(24)을 반도체칩(22)마다로 절단하고, 이후의 패키징 공정에 제공된다(도 2G).
실시예 1
이하, 본 발명을 실시예에 기초하여 설명한다. 또한, 이하의 실시예는 단지 예시이다. 본 발명은 이하의 실시예에 하등 한정되지 않는다.
유리 조성으로서 질량%로, SiO2 65.2%, Al2O3 8%, B2O3 10.5%, Na2O 11.5%, CaO 3.4%, ZnO 1%, SnO2 0.3%, Sb2O3 0.1%가 되도록 유리 원료를 조합한 후, 유리 용융로에 투입해서 1500~1600℃로 용융하고, 이어서 용융 유리를 오버플로우 다운드로우 성형 장치에 공급하여 판두께가 0.7mm가 되도록 성형했다.
다음에 얻어진 유리 원판을 웨이퍼 형상으로 도려 내서 유리 기판을 얻음과 아울러 이 유리 기판의 표면을 연마 장치로 연마 처리함으로써, 유리 기판의 전체판두께 편차를 저감했다. 구체적으로는 유리 기판의 양 표면을 외경이 상위한 한 쌍의 연마 패드에 끼우고, 유리 기판과 한 쌍의 연마 패드를 같이 회전시키면서 유리 기판의 양 표면을 연마 처리했다. 연마 처리시, 때때로, 유리 기판의 일부가 연마 패드로부터 돌출되도록 제어했다. 또한, 연마 패드는 우레탄제, 연마 처리 시에 사용한 연마 슬러리의 평균 입경은 2.5㎛, 연마 속도는 15m/분이었다.
이어서, 파장 349㎛의 반도체 레이저(레이저 출력: 50mW, 펄스폭: 수 ns)를 유리 기판의 깊이 30㎛의 지점에 조사하고, 써멀 쇼크에 의해 유리 기판의 표면에 대하여, 복수의 도트로 이루어지는 정보 식별부를 형성했다. 여기서, 도트의 중심간격을 25㎛, 도트의 직경을 3㎛로 하고 도트는 내부로부터 표층까지 신장하는 크랙에 의해 구성되어 있었다. 도 3은 이 정보 식별부를 나타내는 현미경 사진이고, 사진내의 흑점이 도트이다. 또한, 이 정보 식별부는 CCD 카메라 등의 광학 소자로 식별 가능하고, 또한 도트간을 연결하는 크랙의 발생은 확인되지 않았다.
최후에, 얻어진 유리 기판에 대해서, 전체 판두께 편차와 휨량을 측정한 바, 전체 판두께 편차가 0.55㎛이고, 휨량이 30㎛이었다.
실시예 2
우선, 표 1에 기재된 시료 No.1~7의 유리 조성이 되도록 유리 원료를 조합한 후, 유리 용융로에 투입해서 1500~1600℃에서 용융하고, 이어서 용융 유리를 오버플로우 다운드로우 성형 장치에 공급하고, 판두께가 0.8mm가 되도록 각각 성형했다. 다음에 [실시예 1]과 동일한 조건에서, 유리 원판을 웨이퍼 형상으로 도려낸 후, 얻어진 유리 기판의 표면을 연마 장치로 연마 처리함으로써 유리 기판의 전체판두께 편차를 저감하고, 반도체 레이저에 의해 유리 기판에 정보 식별부를 더 형성했다. 얻어진 각 유리 기판에 대해서, 30~380℃의 온도 범위에 있어서의 평균 열팽창 계수 α30 ~380, 밀도 ρ, 변형점 Ps, 어닐링점 Ta, 연화점 Ts, 고온 점도 104.0dPa·s에 있어서의 온도, 고온 점도 103. 0dPa·s에 있어서의 온도, 고온 점도 102.5dPa·s에 있어서의 온도, 고온 점도 102. 0dPa·s에 있어서의 온도, 액상 온도 TL 및 영률 E을 평가했다. 또한, 절단 후의 각 유리 기판에 대해서, 전체 판두께 편차와 휨량을 측정한 바, 전체 판두께 편차가 각각 3㎛이고, 휨량이 각각 70㎛이었지만, 정보 식별부를 형성한 후의 각 유리 기판에 대해서, 전체 판두께 편차와 휨량을 측정한 바, 전체 판두께 편차가 각각 0.45㎛이고, 휨량이 각각 35㎛이었다.
Figure pct00001
30~380℃의 온도 범위에 있어서의 평균 열팽창 계수 α30 ~ 380는 딜라토미터로 측정한 값이다.
밀도 ρ는 주지의 아르키메데스법에 의해 측정한 값이다.
변형점 Ps, 어닐링점 Ta, 연화점 Ts은 ASTMC 336의 방법에 기초하여 측정한 값이다.
고온 점도 104. 0dPa·s, 103. 0dPa·s, 102. 5dPa·s에 있어서의 온도는 백금구 인상법으로 측정한 값이다.
액상 온도 TL는 표준체 30메쉬(500㎛)를 통과하고, 50메쉬(300㎛)에 남는 유리 분말을 백금 보트에 넣고, 온도 구배로 중에 24시간 유지한 후, 결정이 석출하는 온도를 현미경 관찰로 측정한 값이다.
영률 E는 공진법에 의해 측정한 값을 나타낸다.
10, 27 : 적층체 11, 26 : 유리 기판
12, 24 : 가공 기판 13 : 박리층
14, 21, 25 : 접착층 20 : 지지 부재
22 : 반도체칩 23 : 밀봉재
28 : 배선 29 : 땜납 범프

Claims (14)

  1. 전체 판두께 편차가 2.0㎛ 미만이고, 또한 복수의 도트로 이루어지는 정보 식별부를 갖는 것을 특징으로 하는 유리 기판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    도트가 레이저 조사에 의한 써멀 쇼크로 형성되어서 이루어지는 것을 특징으로 하는 유리 기판.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    도트가 내부로부터 표층을 향해서 신장하는 크랙에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유리 기판.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    인접한 도트의 중심 간격이 100㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 유리 기판.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    도트의 직경이 0.5∼10㎛인 것을 특징으로 하는 유리 기판.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    정보 식별부에 유리 기판의 제조 회사명, 유리 기판의 재질, 유리 기판의 열팽창 계수, 유리 기판의 외경, 유리 기판의 판두께, 유리 기판의 전체 판두께 편차, 유리 기판의 제조년월일, 유리 기판의 출하년월일, 유리 기판의 시리얼 번호 중 1종 또는 2종 이상의 정보가 입력되어 있는 것을 특징으로 하는 유리 기판.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    휨량이 60㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 유리 기판.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    표면의 전부 또는 일부가 연마면인 것을 특징으로 하는 유리 기판.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    유리 내부에 성형 합류면을 갖는 것을 특징으로 하는 유리 기판.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    외형이 웨이퍼 형상인 것을 특징으로 하는 유리 기판.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    반도체 패키지의 제조공정에서 가공 기판의 지지에 사용하는 것을 특징으로 하는 유리 기판.
  12. 적어도 가공 기판과 가공 기판을 지지하기 위한 유리 기판을 구비하는 적층체로서, 유리 기판이 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 기재된 유리 기판인 것을 특징으로 하는 적층체.
  13. 제 12 항에 있어서,
    가공 기판이 적어도 밀봉재로 몰딩된 반도체 칩을 구비하는 것을 특징으로 하는 적층체.
  14. (1) 유리 원판을 절단해서 유리 기판을 얻는 공정과, (2) 유리 기판의 전체 판두께 편차가 2.0㎛ 미만이 되도록 유리 기판의 표면을 연마하는 공정과, (3) 레이저 조사에 의한 써멀 쇼크에 의해 유리 기판의 내부로부터 표층을 향해서 신장하는 크랙을 형성함으로써, 복수의 도트로 구성되는 정보 식별부를 형성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 유리 기판의 제조 방법.
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